洛谷P3884 二叉树问题

这篇博客详细介绍了洛谷P3884二叉树问题,包括二叉树的宽度和深度计算,以及节点间的距离求解。作者将问题分解为两部分:宽度和深度的综合处理,以及单独的距离计算。博客提供了完整的代码实现,并邀请读者分享优化方案。

二叉树问题

洛谷P3884

Hi~ 今天这这么早就更新题解啦~ 今天继续来看一到二叉树的问题


在这里插入图片描述
在这里插入图片描述


这道题主要分为三部分:求宽度 求深度 求距离
求宽度和求深度其实可以合起来 所以就变成了两部分


Part 1 – 宽度&深度
void  get_node_depth(int root,int d) // 传根结点&当前结点深度
{
    if (root==0) // 如果根结点=0 返回
        return;
    dep[root]=d; // 一个数组记录这个结点的深度
    cnt[d]++; // 一个数组记录当前这个深度有多少个结点
    depth=max(depth,d); // 看看是我们记录深度的变量大 还是当前的深度大 并记录
    width=max(width,cnt[d]); // 记录当前宽度和宽度变量中大的那个
    if (l[root]==0 && r[root]==0) // 如果l或r没有root了就返回
        return ;
    get_node_depth(l[root],d+1); // 遍历左孩子
    get_node_depth(r[root],d+1); // 遍历右孩子
}

Part 2 – 求距离
int ul=0,vl=0; // 记u移动的距离和l移动的距离
    while (dep[u]>dep[v]) // 如果u>v
    {
        ul++; // u移动距离++
        u=f[u]; // u等于u的父结点
    }
    while (dep[u]<dep[v]) // 同理 不在做解释
    {
        vl++;
        v=f[v];
    }
    while (u!=v) // 如果u还不等于v
    {
        u=f[u]; // u等于u的父结点
        v=f[v]; // v等于v的父结点
        ul++; // 距离们++
        vl++;
    }

好吧 这样看着可能有点乱 所以完整代码在这里

//
//  main.cpp
//  二叉树问题
//
//  Created by Helen on 2020/8/7.
//  Copyright © 2020 Helen. All rights reserved.
//

#include <iostream>
using namespace std;

const int N=1000005;
int n,u,v,width,depth;
int l[N],r[N],f[N],dep[N],cnt[N];
void get_node_depth(int root,int d);
int main ()
{
    cin >> n;
    int x,y;
    for (int i=1;i<n;i++)
    {
        cin >> x >> y;
        if (l[x]) r[x]=y;
        else l[x]=y;
        f[y]=x;
    }
    cin >> u >> v;
    get_node_depth(1,1);
    int ul=0,vl=0;
    while (dep[u]>dep[v])
    {
        ul++;
        u=f[u];
    }
    while (dep[u]<dep[v])
    {
        vl++;
        v=f[v];
    }
    while (u!=v)
    {
        u=f[u];
        v=f[v];
        ul++;
        vl++;
    }
    
    cout << depth << endl << width << endl;
    cout << ul*2+vl << endl;
    return 0;
}

void  get_node_depth(int root,int d)
{
    if (root==0)
        return;
    dep[root]=d;
    cnt[d]++;
    depth=max(depth,d);
    width=max(width,cnt[d]);
    if (l[root]==0 && r[root]==0)
        return ;
    get_node_depth(l[root],d+1);
    get_node_depth(r[root],d+1);
}

----------------------------------------✂︎---------------------------------------------
此题解已经AC 欢迎指出更多优化方法~

### 解题思路 P1404 加分二叉树是一道经典的动态规划问题,涉及树形结构和区间 DP 的思想。以下是解题的核心思路: #### 1. 状态定义 定义 `dp[l][r]` 表示以节点编号从 `l` 到 `r` 的子树所能获得的最大加分[^3]。 同时需要记录每个区间的根节点位置 `root[l][r]`,以便后续构造前序遍历。 #### 2. 状态转移方程 对于区间 `[l, r]`,枚举根节点 `k`(`l <= k <= r`),则状态转移方程为: ```plaintext dp[l][r] = max(dp[l][r], dp[l][k-1] * dp[k+1][r] + d[k]) ``` 其中: - `dp[l][k-1]` 表示左子树的最高加分。 - `dp[k+1][r]` 表示右子树的最高加分。 - `d[k]` 表示当前根节点的分数。 边界条件为: - 当 `l > r` 时,表示空子树,其加分为 1。 - 当 `l == r` 时,表示叶子节点,其加分为 `d[l]`。 #### 3. 构造前序遍历 通过记录的 `root[l][r]` 数组,可以递归地构造出树的前序遍历结果。具体方法是从根节点开始,依次访问左子树和右子树。 --- ### 代码实现 以下是基于上述思路的 Python 实现: ```python def solve(): n = int(input()) # 节点个数 d = list(map(int, input().split())) # 每个节点的分数 INF = float('inf') # 初始化 dp 和 root 数组 dp = [[0] * (n + 2) for _ in range(n + 2)] root = [[0] * (n + 2) for _ in range(n + 2)] # 边界条件:空子树的加分为 1 for i in range(1, n + 2): dp[i][i - 1] = 1 # 区间 DP for length in range(1, n + 1): # 子树长度 for l in range(1, n - length + 2): # 左端点 r = l + length - 1 # 右端点 for k in range(l, r + 1): # 枚举根节点 tmp = dp[l][k - 1] * dp[k + 1][r] + d[k - 1] if tmp > dp[l][r]: dp[l][r] = tmp root[l][r] = k # 构造前序遍历 def preorder(l, r): if l > r: return "" k = root[l][r] res = str(k) res += " " + preorder(l, k - 1) res += " " + preorder(k + 1, r) return res.strip() # 输出结果 print(dp[1][n]) # 最高加分 print(preorder(1, n)) # 前序遍历 # 示例运行 solve() ``` --- ### 复杂度分析 - **时间复杂度**:O(n³),其中 `n` 是节点个数。三层循环分别枚举区间长度、左端点和根节点。 - **空间复杂度**:O(n²),用于存储 `dp` 和 `root` 数组。 --- ### 注意事项 1. 输入数据需满足题目要求,确保节点编号和分数合法。 2. 记忆化搜索或动态规划均能解决问题,但动态规划更直观且易于实现。 3. 在构造前序遍历时,注意处理空子树的情况。 ---
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